2020年5月5日
钻石和其他晶体在科学博物馆展品是好看。欧洲杯线上买球什么导致他们有时令人眼花缭乱的几何形状和颜色是高度有序排列的原子。晶体材料在电池电极,其有序微观结构实际利欧洲杯足球竞彩益为便于内部的离子转移电极在充电和放电。
科学家在美国能源部(DOE)阿贡国家实验室创建并测试一个单晶电极承诺产生关键的发现为全球先进电池正在开发电动汽车,消费电子产品和其他应用程序。合作项目是来自西北大学的研究人员和芝加哥伊利诺伊大学。
“我们认识到,单晶可以发挥至关重要的作用在识别有前途的新方法来理解,在原子和分子水平,控制充放电过程的化学反应与多晶电极电池。”——Sanja Tepavcevic,阿贡的材料科学部门欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
先进电池的电极材料是“多晶”欧洲杯足球竞彩,这意味着他们有许多不同的结晶区域。因为多晶电极制作相对简单,科学家们过去的电池的研究集中在对这些材料进行实验,这是完全不同的有序结构中的缺陷,往往会影响性能。欧洲杯足球竞彩
“我们认识到,单晶可以发挥至关重要的作用在识别有前途的新方法来理解,在原子和分子水平,控制充放电过程的化学反应与多晶电池电极,”助理科学家指出Sanja Tepavcevic阿贡的材料科学部门。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
作为一个模型系统研究单晶阴极,研究小组选择了钠电池正在开发与当前锂离子电池竞争。这些电池是最大的吸引力更丰富的钠元素用于锂离子电池比锂。
团队准备sodium-iridium氧化物单晶(Na2——3),并使用它们作为阴极材料在小型试验的细胞。相比之下,他们还测试了相似的细胞与多晶阴极。通过借鉴阿尔贡——特别是科学设施,先进的光子源(APS),美国能源部科学办公室用户设备——他们可以确定晶体结构的每一个原子的精确位置不同的电池充电和放电状态。欧洲杯线上买球
“这个项目只是将不可能没有非凡的APS的表征材料资源,”Tepavcevic说。“我们也大大受益从团队成员的专长詹妮弗香港郑在世界级的能力在生长单晶精确规范。”
关于阴极化学中我们学到了很多在充放电循环测试细胞。特别是,团队研究的起源NaIrO额外容量超出预期3端点的结构。“与我们的单晶,我们可以从大部分独立的表面效果不明显仅在早期作品多晶材料,”欧洲杯足球竞彩Tepavcevic说。团队证明额外的能力来源于表面反应,不像先前认为大量的材料。
重要改进电池设计是知道如何以及为什么材料变化发生在骑自行车。从他们的测试结果,研究小组确定的化学结构形式的三个不同的阶段中,其中两个都不知道。他们还发现,电池容量褪色与骑自行车因为组建一个新的不利的阶段,放电过程中持续增长的规模和周期数。
“我们学到了更多关于钠电池与我们的单晶电极比我们想象在项目开始,“约翰·米切尔说,阿贡杰出学者在材料科学部门。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球“很明显,单晶打开窗户一个更好的理解的化学和电子转换控制能量储存和释放所有的电池类型,以及它们的降解和循环机制。”这样的知识,未来电池研究人员能够开发设计规则合成新的和改进的多晶材料所需的功能。欧洲杯足球竞彩
这项研究中,名为“从单晶iridate钠电池基本见解。”出现在先进能源材料打印版(2020年3月)。欧洲杯足球竞彩除了Tepavcevic,郑和米切尔,阿贡的作者包括D.G.劳务,巴里斯键,杨任,J.W.弗里兰和新墨西哥州·马尔科维奇。大学的合作者包括洛根病房,智,科斯塔斯Stoumpos和克里斯托弗Wolverton从西北大学和帕特里克·飞利浦和罗伯特Klie芝加哥伊利诺伊大学。本研究从美国能源部获得资金办公室基本能源科学和美国商务部的统计,以及通过储能研究联合中心的支持。欧洲杯线上买球
先进的光子源
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本研究使用资源的先进光子源,美国能源部科学办公室用户设备能源部科学办公室运营的阿贡国家实验室号合同下。欧洲杯线上买球DE-AC02-06CH11357。
阿贡国家实验室寻求解决紧迫的国家科学和技术问题。欧洲杯线上买球美国的第一个国家实验室,阿贡国家实验室进行科学研究的前沿基础研究和应用在几乎所有科学学科。阿贡国家实验室研究人员与数百家公司的研究人员密切合作,大学,和联邦、州和市政机构来帮助他们解决具体问题,增进美国的科学领导和国家准备一个更好的未来。与员工来自60多个国家,阿贡由UChicago阿贡,有限责任公司为美国能源部科学办公室。欧洲杯线上买球
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来源:https://www.anl.gov/